DLR / KUKA의 성능 좋은 Robot Arm - LWR

인터넷을 검색하던중... 우연히 알게된 한 기관이 있습니다. 제가 블로그에서 한 번 다루었던 SRI International[바로가기] 만큼이나 쇼킹한 기관이었죠. 바로 독일 항공 우주국(이하 DLR)입니다. 미국의 NASA같은 곳인 가본데.. 전 여기서 우주 이야기가 아니고... 여기서 만든 로봇 암에 반한거죠... Light-Weight Robot의 약자로 LWR입니다. 그리고 검색에 또 검색에 또또 검색을 하다가 발견한 자료를 소개하면서 또 DLR의 로봇암도 소개할까 합니다.^^

이런 자료는 발표자의 직함과 소속만으로도 엄청난 파워가 느껴진다^^

제가 발견한 자료는 바로 European Robotics Forum에 2011년에 발표된 자료였습니다. 이 자료의 발표자가 Head of R&D더군요. 한 사람은 독일 산업용 로봇 회사로 유명한 KUKA에서.. 또 한사람은 DLR에서... 우와.. 이런 직함의 사람들이 발표하다니... 하고 이 자료를 보기 시작한 겁니다.^^. 아.. 이 자료는 [바로가기]에 가면 있어용^^

그들이 이야기하는 light-werght와 compliant와 adaptable이라는 단어를 뜻만 보면 안된다. 그 각각이 모두 학술 분야의 한 카테고리를 담당할 정도로 방대한 이야기이다.

거기서.. 자기들이 이름을 정의한 분야가 있다는군요... "Soft Robotics^[각주:1]"라고... 이건... large하고.. rigid하고... position control 기반의 로봇암을... light-weight하고... compliant하고... adaptable하게 패러다임을 바꾸겠다고 한 것이지요... 사실 위치 제어기반의 로봇암 제어가 꽤 올드해서 꽤나 부드러운 움직임을 가지는 이론들과 실제 적용된 예제들이 마구마구 있지요. 아무튼.. 저는 그래서 다시 이런 세계를 선도하는 사람들을 추적하는 공부를 게을리할 수가 없습니다.ㅠㅠ.

그래서.. 이런 Soft Robotics의 특징을 보여주고 있습니다. 이 중 두 동영상을 보면서 맛보기하죠^^

먼저.. 중력 보상의 한 장면입니다. DLR 로봇암의 중력보상 능력은 참으로 대단하다는 것이 동영상만으로도 보이죠...^^ 그 다음이...

안전과 관련된 충돌 인식 능력을 보여주는 것입니다. 손을 가지고 직접하는 것은 약간 오버스럽긴 하지만.. 뭐 그래도 DLR 로봇의 우수한 안전성을 보여주는 거죠^^

그리고.. 이런 로봇암을 장착한 Justin이라는 인간형 로봇도 보여주고 있습니다..

이 두 팔의 움직임을 보면... 정말.. 감명 깊습니다.^^

특히... Justin의 능력을 보면.. 와우~~ 할 정도의 동영상도 보여드릴께요^^ 이렇게 공을 캐치하는 것이 물론 로봇암 만의 능력은 아니지만. 그래도 로봇암을 이런데 사용해도 괜찮을 정도의 성능이라는 것을 보여주기도 하니까요^^

이 관절안에 이 많은걸 다 구겨넣었다.ㅠㅠ. 로봇을 제어하는 엔지니어가 봤다면 그냥 저 팔하나 사고 싶을걸~~

이 로봇 발의 관절 하나만 보여주고 있는 그림^[각주:2]입니다. 저 관절에는 Power, 모터 제어기 보드, 모터 제어기, 브레이크, 하모닉 드라이버, 엔코더(모터단), 절대 엔코더(조인트단), 토크센서... 등등이 모두 들어가 있습니다. 아.. 당연히 BLDC 모터까지요^^

이런 구조가 되면... 중소기업도 좋은 환경과 결과물을 가질 수 있을 것이 분명하다... 그저 독일의 시스템이 살짝꿍.. 부럽기도 하고....

KUKA와 DLR의 관계를 보여줍니다. 이전에 제가 daVinci를 만든 Intuitive Surgical이 SRI International의 spin-off 회사라고 이야기했던것처럼... DLR에도 각 종 센서부와 모터 구동부를 생산하는 spin-off 회사가 Sensodrive와 Robodrive가 있습니다. 그리고 이 회사들이 KUKA에 요소 모듈을 공급하고.. DLR이 메인 기술을 전송해서 KUKA가 이를 양산화하는 구조를 가지고 있습니다.

사실.. 난 이 표에 나오는 것 들중 직접 내 손으로 해 본 것은 딸랑 3-4개 뿐이다. 참으로 창피할 뿐...ㅠㅠ

또.. DLR의 Robot Arm은 이렇게 제어 구조^[각주:3]가 살짝 드러나 있습니다. 먼저.. 리던던트 제어를 위한 역기구학 해석과 Force 제어를 위한 Admittance control과 Stiffness 제어.. 그리고 Cartesian Impedance Control이 있구요. 그리고.. 모터단에서 Torque 제어와 위치제어 사이에서 Impedance Controller가 위치해 있네요. 이 하나하나를 다 실습해서 개인적인 연구성과로 가지고 있고 싶네요^^

위 동영상도 한 번 보시죠... 로봇 암의 힘조절 메카니즘이 얼마나 괜찮은지.. 말이죠^^ 이제 마지막으로 보여드릴 동영상이 있네요...

엄밀히 말하면 Justin의 동영상입니다만.. 여기서 보여주는 tele-operation 능력이 무쟈게 멋지기 때문입니다.

Justin의 두 팔을 slave로 보고.. DLR의 LWR을 Master로 보고... 원격 조종을 하는 것입니다. 마스터로서 조종기를 담당하는 팔의 부드러움과.. 슬레이브로 운전되는 팔의 정교함이 빛나네요...

거기다가.. 사용자에게 입체 영상까지 제공하고 있습니다. 제가 daVinci를 리뷰할때[바로가기] 로봇 수술이야기를 잠시 했는데요.. 이 아이 데러다 바로 수술 시켜도 되겠습니다.ㅠㅠ.

특히... 손가락의 grip force를 조절하는 부분은 참 멋있네요...^^

세상에는 참.. 고수가 많습니다. 이런 로봇팔.. 로봇제어기.. 저도 참 갈길이 먼듯 합니다.^^ 그래서 이렇게 틈틈히 인터넷 검색을 통해 스트레스를 해소도 하구요^^

1. 이 정의가 실제로 통용되는지는 모르겠다. [본문으로]
2. DLR의 메카트로닉스 센터에 공개된 내용. http://www.dlr.de/rm/en/desktopdefault.aspx/tabid-3803/6175_read-8961/ [본문으로]
3. DLR의 LWR의 제어 구조 설명 페이지 http://www.dlr.de/rmc/rm/en/desktopdefault.aspx/tabid-3803/6175_read-8962/ [본문으로]